四川长宁、珙县地震灾害分析与反思

张航华 郝潞岑 肖建庄 陈子璇

（同济大学建筑工程系，上海200092）

0 引 言

2019 年6 月17 日，四川省宜宾市长宁县发生里氏6.0 级地震，并伴随有多次余震，给人民生命财产带来了重大损失。截止至7月5日12时0分，共记录到M2.0 级及以上余震227 次，其中珙县发生M5.4 级、M5.6 级两次较大余震，地震序列较为活跃［1］，本次地震最高烈度为Ⅷ度（8 度），主要涉及长宁县双河镇、富兴乡，兴文县周家镇；其中珙县地区最高烈度为Ⅶ度（7 度），主要涉及巡场镇、珙泉镇、底洞镇三个乡镇［2］。

本文结合四川长宁地震震害的最新情况，对人员伤亡与建筑损毁两个方面的地震震害进行现象总结与原因分析，尤其针对损失严重的农村地区房屋进行分析讨论，并据此提出合理的建议，以期帮助提高日后的抗震减灾工作效果。

1 建筑物破坏现象

截止至7 月4 日，长宁县6.0 级地震共造成长宁县、珙县等八个县区受灾，因灾死亡13 人，受伤243 人，经初步核查、统计，地震造成震区倒塌和严重损坏房屋9 532 户20 185 间，一般损坏房屋21 123户75713间，直接经济损失约88.89亿元［3］。此次长宁、珙县地震最高震级为6 级，但是据地震51GXT 台监测得到约0.6g 的峰值加速度，其短周期段反应谱远高于当地设防烈度（6 度），这也是导致该次地震损失较为严重的原因之一。

此次地震位于川东南地区，发生于四川盆地边缘的长宁背斜构造附近规模不大的次级断层上，与1 900 年以来的历史记录中200 km 以内的里氏6.0 级以上地震均处于不同构造位置。此次地震为典型的构造地震活动，与同类地震相比，余震较丰富，导致二次损害严重，这与震区附近分布有多条规模不大的次级断层触发活动有关［4］。

此次长宁、珙县地震区域中的老旧房屋较多，多次余震后，农村自建老式的砖木、石木结构房屋损毁较为严重，而新建的钢筋混凝土框架及混合结构的房屋破坏程度较小［5］。本次地震中建筑物的主要震害形式有整体倒塌、房屋倾斜、局部楼层垮塌、构件破坏等。

1.1 老旧建筑破坏特征

长宁、珙县农村地区房屋多采用砌体、木屋架结构的老旧建筑；临街民房多采用底框混合结构；公用建筑则以砌体结构为主，少数采用框架结构。本次地震受损严重的房屋主要包括预制板房、木结构和砖木结构等。地震作用破坏后发现，由于缺少规范的设计与监督，农村老旧建筑结构民房的梁、板、柱、墙及屋面之间缺少必要的连接，特别是缺少作为抗震构造措施的圈梁和构造柱，房屋抗震能力较弱。这些老旧砖混结构在地震中，砖墙受损严重，或坍塌或有大范围开裂。因此，合理的设计与规范的施工是村镇建筑抗震减灾工作的关键。

长宁县、珙县地区农村自建房屋破坏严重，部分建筑整体倒塌，如图1（a）所示；在部分倒塌的自建砌体结构中可以看出，其缺少抗震必要的圈梁、构造柱等构造措施，如图1（b）所示，部分墙体出现X 型、斜向或横向贯通裂缝，如图1（c）、（d）所示。

据陆新征［6］报道，其根据地震台网51GXT 台站记录输入到典型单体建筑中进行弹塑性分析，一阶周期大于0.5 s 的钢筋混凝土框架结构破坏较轻。而此次地震中破坏最为严重的农村老旧房屋，其一阶段周期仅为0.24 s，处于本次地震加速度反应谱峰值段，所以在此次地震中呈现出大面的破坏，以及部分倒塌等严重破坏现象。

图1 长宁地震村镇自建房屋破坏照片（图片来源：新华网）Fig.1 Photos of self-built village buildings in Changning earthquake

1.2 砖混、框架结构建筑破坏特征

此次地震中长宁、珙县的砖混结构和框架结构的震害相对农村地区砖木结构轻微，基本属于轻微破坏，如房屋挑梁根部出现轻微裂缝，外墙抹灰砂浆部分脱落，如图2（a）所示。但存在部分房屋震害略为严重，如内部梁柱节点处出现水平裂缝，如图2（b）所示；整体倾斜，如图2（c）所示；围护墙体出现部分塌落，如图2（d）所示。虽然通过规范不断强调“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的要求，但由于填充墙或其他非结构构件对于梁刚度的增强作用，柱端破坏、节点破坏仍是框架结构实际震害的主要表现形式。

1.3 城区破坏与二次地震破坏

图2 长宁地震村镇建筑砖混结构、框架结构破坏特征（图片来源：新华网）Fig.2 Destruction characteristics of village buildings using brick-concrete structure and frame structure in Changning earthquake

长宁、珙县地震震中区主要集中在长宁县双河镇、富兴乡和珙县巡场镇、珙泉镇等乡镇地区，县城受地震影响而造成的损失较为有限。同时城区多数房屋在设计时符合相关规范的要求，抗震能力较有保障，因此地震后多数建筑并无明显的结构性破坏，保护了生命财产安全。但是城区街道部分楼房非结构性部件存在破损情况，如外墙饰面脱落等，给城区街道的市民带来了安全风险。

由于长宁、珙县地震余震较多，且又是地震频发区，二次受损、多次受损对于房屋的影响也较为严重。巡场镇中坝村七社一民房外墙已被长宁“6·17”地震破坏形成裂缝，7 月4 日的珙县5.6 级余震使墙体裂缝明显扩大，墙体无法继续使用［7］。

2 震害原因分析

地震造成的震害影响主要集中在房屋倒塌、人员伤亡、财产损失等方面，这同样也是判断地震烈度的主要参考因素。本次四川宜宾市长宁县、珙县发生的地震虽然震级较低，但余震次数较多，地震烈度较高，导致了较大程度的房屋损毁以及一定的人员伤亡。根据现场的建筑损毁、人员伤亡情况，结合地震相关数据，分别从房屋损毁与人员伤亡两个方面分析本次地震产生震害的原因。

2.1 建筑损坏原因分析

长宁地震及其余震的震级并不太高，但其造成的建筑损坏情况较为严重，震中附近的村镇地区建筑更是遭受重创。因此，通过多角度的分析，找出村镇建筑在地震作用下损毁严重的原因，给农村房屋抗震设计与监管提出建设性意见，对于减少未来地震带来的损失具有重要意义。

2.1.1 村镇建筑抗震能力低下

村镇多数的自建房屋由农村施工队凭经验制成，无设计图纸依据，缺少必要的抗震设防能力［8］。以常见的砌体结构为例，砌体由于砖、石、砌块和砂浆间粘结力较弱，因此未经过抗震设计的无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低，破坏呈脆性；老旧土木结构、砖混结构等民房因各个构件之间缺少必要的连接，缺少圈梁和构造柱等构造措施，很容易在地震中产生较大损坏。目前规范要求，砌体主要承重的结构都需要采用构造柱、圈梁及必要的拉结措施以提高其延性和抗倒塌能力。同时，自建房屋通常存在结构体系不清楚、抗震性能难以把握的问题［9］。除主体结构外，大量房屋女儿墙、砖砌护栏、出屋面楼梯间等非受力构件也因与主体结构连接松散而发生掉落和倒塌。因此在农村地区，需对新建房屋进行必要的隔震设计，加强推广低成本隔震减震技术可以大大减少地震造成的人员、财产损伤［10］，如周福霖院士提出的新型隔震技术“隔震砖”［11］。这类新型隔震技术经济有效、简单可行，适宜于在农村地区大量推广。

另一方面，根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）［12］，四川省长宁县地区属于6 度设防，而本次地震的最高烈度为8 度，超越了规范中的抗震设防烈度，故本次地震对于符合设计规范的房屋也造成了一定的影响，但并未造成其主体结构的严重破坏。因此，提高村镇建筑的规范化设计，是降低建筑震害的主要途径。

2.1.2 村镇建筑材料性能较差

长宁地震中损毁最多的为农村地区自建房屋。从建筑材料的角度，农村房屋多采用砌体、砖木、三合土等较传统的建材。其中，部分房屋为灰砂砖砌体结构，墙体强度较低，破坏较严重。自建房屋使用年限较长，砌筑材料简陋，木材腐朽等问题频发，后期加固困难，同样导致房屋可靠性不佳。因此，村镇地区传统建筑材料的性能低下是导致建筑在地震下损坏严重的原因之一。

2.1.3 监管力度薄弱

根据《镇（乡）村建筑抗震技术规程》（JGJ 161—2008）［13］，村镇建筑必须强制符合构造措施、抗震墙、连接措施等一系列抗震设计要求。但村镇房屋建筑的受监管力度薄弱，大部分砖混房屋不按规范和图集要求建造，没有抗震构造措施，建筑质量不高，甚至大量新建和在建的农村自住房仍然没有构造措施。长期缺乏监管以及配套的验收制度，是农村地区建房混乱的根本原因。提高建筑施工的规范化管理与全寿命周期的质量监督，能够降低建筑震害带来的人员伤亡与财产损失。此外，从长宁地震及其余震造成的二次或多次建筑破坏来看，对已处于危险状态的村镇建筑实施加固或拆除重建，是防止未来地震中造成更严重后果的关键。应根据《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125—2016）［14］定期对地震频发区域的各类房屋进行检查，遇到高危建筑要及时组织加固，根据现有的结构形式，提出相适应的加固改造措施，对已无法加固的农村住宅进行拆除与再生利用［15］。

2.2 人员伤亡原因分析

2.2.1 建筑损毁直接导致人员伤亡

长宁县地震中，共14 人由于房屋倒塌、损毁被困，其中7 人在救援中或被救出后死亡，是人员死亡的主要原因。农村自建房普遍缺少规范的抗震设计，现场倒塌、严重损毁的建筑多数没有采取抗震构造措施，缺少圈梁、构造柱等抗震构件。地震发生时，建筑因抗力不足而损毁，压埋住户。另一方面，除了承重结构破坏导致的人员伤亡外，填充墙、屋顶瓦片、围护结构、外部装饰饰面等非结构构件在地震作用下脱离原位、砸落或者坍塌同样造成不可忽视的人员伤亡，这类破坏主要发生在主体结构较为完好的村镇砖混、框架结构中，也应当引起重视。

2.2.2 人民的避震意识薄弱

四川省是我国的地震频发区，尽管避震减灾教育相比我国其他地区进行得更为充分，但针对地震的科普工作在农村地区的普及程度仍然不足。村民普遍缺少对较大地震的心理准备和逃生训练，导致农村地区人民应对速度较慢，减灾意识薄弱，侥幸心理强。由于该地区长期小震不断，麻痹了人们对地震震感的反应，缺少正确的逃生意识，提高了伤亡的可能。

在本次地震中，地震预警系统提前61 s 发出预警信号。地震预警是通过地震波的纵波与横波的时间差，并利用电磁波传播较地震波快的优势，实现向地震区域提前发出地震信号的工作。研究表明，提前10 s 预警，伤亡可下降39%；提前20 s预警，伤亡可下降63%［16］。但本次地震中，由于震中区域位于农村，现代通讯与地震预警系统未能完全普及，导致这次预警未能达到很好的减少人员伤亡的作用。

3 结 论

乡镇建筑防灾一直是国家防灾减灾的重点，建设部颁布城乡建设防灾减灾“十三五”发展规划纲要，明确指出，农村自建房屋抗震水平低，小震大灾的情况时有发生。乡镇满足抗震设防标准或未进行抗震设防的房屋建筑存量较大且底数不清。“十三五”规划要求落实乡村自建房屋抗震措施，完成现有农村危房改造，统筹推进农房抗震改造。并要求推动村镇建筑建设管理，完善村镇建筑安全选址和抗震防灾要求，加强对村镇建筑防灾设计与建设的指导，推动农房抗震措施普及等。基于此本文通过对村镇地区震害调查与分析，提出以下建议，为地震灾害预防工作提供参考：

（1）推行危房评估、改造工作。建立全面的建筑检测机制，根据《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125—2016）等相关规范定期对地震频发区域房屋进行检查与加固，对无法加固或缺少修复价值的房屋及时进行拆除。并加强对“危房改造”政策的宣传引导，简化审批与补助发放的流程，尽可能提高补助金额，减少危房改造过程中居民的经济负担，提高村镇建筑在高烈度地震下的安全度。

（2）培养民众的避震减灾意识，让民众认识到维护建筑安全、正确避震措施与及时自救措施的重要性、必要性，结合新媒体平台，拓宽宣传渠道，开展多种形式的宣传活动，向公众宣传和普及防震减灾知识；推进对农村自建房屋的规范化设计要求，保障农村建筑拥有基本的抗震性能，做到符合“三水准”抗震设计原则，减少人员伤亡与财产损失；同时，完善地震预警的广播能力，加速推进地震科技现代化，让地震预警技术为减少震害做出更大贡献。

（3）设计规范只是为设计规定了“底线”，应当引导设计师们培养不能“压线设计”的职业素养。在设计过程中，根据建筑结构使用功能，相应调整抗震设防指标。在传统抗震设计方法的基础上，发展建筑抗震性能化设计方法，保证建筑在发生超越抗震设防烈度的地震下仍保持整体稳固、震后可修复。基于性能的抗震设计方法将着眼点从单体抗震设防转向单体工程和相关系统的抗震设防。此外，将抗震设计以保障人民的生命安全为基本目标转变为在不同风险水平的地震作用下可满足不同的性能目标，使要求和标准更加合理。

根据近些年来多次抗震规范的修订的对比，随着国家经济水平的进步，我国的抗震水平要求在不断的提高，安全水平与安全储备逐步加强［7］，因此，结构设计者与建造主管部门更应当以发展的眼光看待建筑的设计，在符合当地经济发展水平的范围内尽可能提高抗震设计与监管水平。

（4）不可忽视雨棚、填充墙等非结构构件，用一定的构造措施防止非结构构件在地震中大规模、大面积的严重损毁、脱落导致人员伤亡；同时，本次地震中城区建筑的破坏多表现为外层装饰面脱落、填充墙破坏，虽然主体结构没有发生较大破坏，但仍造成了人员的危险与财产的损失，应加强对于围护结构、填充墙等与主体结构连接的抗震设计，加强实际施工中对于非结构构件的规范化管理。

（5）在偏远农村地区，积极探索可行性高的被农民群众所接受的建筑施工监督管理与质量控制模式，对采用抗震构造措施的新建房屋实行经济补助，禁止无设计或不规范设计的建筑施工，并提供有效的规范化设计与施工技术支持，引导农民建造更加安全、适用的住房，逐步推进“新农村建设”的总体规划，考虑配套的基础设施、交通以及地震应急场所等的同步建设。与此同时应加强推广适合于农村发展现状的隔震、消能与减震技术，将这些新型隔震技术，如抗震砖、纤维加劲橡胶支座等，引入村镇房屋的防灾减灾领域。

四川长宁农村地区的建筑质量是造成本次地震震害严重的主要原因。地震中，经过合理设计的建筑多数表现出较好的抗震性，没有产生较大破坏，但未经抗震设计的老旧房屋，尤其是自建房屋则由于结构体系不明确、没有设计抗震构造措施、没有规范的施工质量管理等问题损毁严重。因此，村镇建筑的规范化设计和施工，已经刻不容缓。符合规范的建筑设计，即使遇见超越抗震设防烈度的地震，也基本能保持整体结构，为人民的生命安全提供保障。